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音视频开发|基础概念科普|流媒体

音视频开发|基础概念科普|流媒体

作者: 蚍蜉一生 | 来源:发表于2024-10-22 15:14 被阅读0次

什么是流媒体?

媒体是传播信息的载体
流媒体(Streaming Media)是指将音频、视频等多媒体内容分片后,像水流一样持续传输给用户,用户在播放时并不需要等待整个文件下载完成,而是一边接收,一边播放

典型的流媒体应用场景有:

  • 在线视频播放:如 爱奇艺、腾讯视频、优酷视频等长视频;抖音、视频号、快手、百度等短视频;
  • 在线音乐播放:如 QQ音乐、网易云、酷狗等,用户可以随时选择歌曲并即时播放;
  • 直播:抖音直播、视频会议、百度App体育赛事直播等;

流媒体如何工作?

流媒体的核心工作原理就是通过网络分片后传输内容,这与传统的“下载-再播放”方式不同,以下是流媒体的基本工作流程:

  • 内容的编码与压缩:
    流媒体内容首先需要通过编码器压缩为适合传输的格式。视频通常使用 H.264、H.265 等编码标准,而音频则使用 AAC、MP3 等格式。这一步骤通过减少文件大小,降低网络传输的负担。
  • 切片与分片(Segmentation):
    压缩后的内容会被进一步分割成多个片段(segments),每个片段通常为几秒钟(如 2-10 秒)的视频或音频。切片的目的是让播放器能够边播放边加载,保证流畅体验,一般来说点播分片长一点,直播需要低延迟每个片段需要短一点,具体每个分片长短是需要根据网络状态、端设配硬件配置、应用场景等动态调整的。
  • 内容分发(Content Delivery):
    切片后的片段通过内容分发网络(CDN)分发到离用户最近的服务器节点,减少网络延迟,CDN 是一个分布式的服务器网络,通过缓存来加速数据的传输。
  • 客户端的自适应流(Adaptive Streaming):
    现在多数播放器会根据网络状况动态选择不同分辨率的片段。例如,如果网络状况良好,播放器可以请求高分辨率片段;如果网络不佳,播放器则会自动切换到低分辨率片段,减少流量、避免卡顿。
  • 播放与缓冲:
    播放器在播放过程中会预加载一些内容片段以防止中断,即所谓的缓冲。一旦网络波动、中断或延迟,播放器可以从缓冲区读取数据,保证用户观看体验不受影响。

流媒体的主要协议

流媒体的传输离不开标准化的协议,以下是几种常见的流媒体协议:

  • HLS(HTTP Live Streaming):
    HLS 最初是由Apple 公司开发的专有流媒体协议,后来成为一个开放且广泛使用的流媒体协议,它通过将视频切分为小片段并通过 HTTP 传输,支持自适应码率流媒体。
  • DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP):
    Dash与 HLS 类似,也是通过将视频切分为小片段并通过 HTTP 传输,支持自适应流媒体和动态分段传输,被许多不同平台广泛采用。
  • RTMP(Real-Time Messaging Protocol):
    由 Adobe 开发的流媒体协议,主要用于直播应用中。
  • WebRTC(Web Real-Time Communication):
    一个支持低延迟实时通信的协议,常用于视频通话和在线互动直播中,具有较低延迟的优势。

流媒体的研究方向

流畅、清晰、安全、低延迟地传输是流媒体技术主要研究目标,围绕这些目标我们需要研究很多问题,客户端设备性能、网络情况、带宽成本、编解码效率、音视频片段划分、特定用户对音视频的敏感性等,涉及到计算机工程与科学,数学、物理、生物学、心理学等多个学科交叉,大有可为。

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